(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板と、前記圧電基板の一主面に併設された、ラダー型フィルタ回路を構成する送信用弾性表面波フィルタ及び縦多重モード型フィルタ回路を構成する受信用弾性表面波フィルタと、
上面に前記圧電基板を実装する回路基板と、
前記送信用弾性表面波フィルタと前記受信用弾性表面波フィルタとをインピーダンス整合させる整合回路を構成し、且つ前記回路基板の厚み方向において前記受信用弾性表面波フィルタと重なる第１部分及び前記送信用弾性表面波フィルタと重なる第２部分を有するように前記回路基板の内部に形成されるインダクタパターンと、
前記回路基板の厚み方向において前記インダクタパターンの第１部分と前記受信用弾性表面波フィルタとの間に配置された受信側遮蔽導体と、
前記回路基板の厚み方向において前記インダクタパターンの第２部分と前記送信用弾性表面波フィルタとの間に配置された、前記受信側遮蔽導体よりも面積が小さい送信側遮蔽導体と、を備えた分波器。
【請求項２】
前記圧電基板を覆う封止樹脂をさらに備える請求項１記載の分波器。
【請求項３】
前記受信用弾性表面波フィルタは、不平衡入力及び平衡出力の縦多重モード型フィルタ回路を含む請求項１乃至２のいずれか記載の分波器。
【請求項４】
前記受信側遮蔽導体は、前記回路基板の下面に形成された基準電位端子に電気的に接続されている請求項１乃至３のいずれか記載の分波器。
【請求項５】
前記送信側遮蔽導体は、帯状導体の両側に櫛歯状導体が形成された両歯櫛歯状、または網状の形状を有する請求項１記載の分波器。
【請求項６】
前記送信側遮蔽導体は、前記回路基板の内部に形成されている請求項１記載の分波器。
【請求項７】
前記送信側遮蔽導体は、前記回路基板の上面に形成されている請求項１記載の分波器。
【請求項８】
前記回路基板の下面には前記受信用弾性表面波フィルタと受信用線路を介して接続される受信側信号端子が設けられており、
前記受信用線路と前記整合回路との間には、前記基準電位端子と接続される基準電位貫通導体が形成されている請求項４記載の分波器。
【請求項９】
前記回路基板の下面には前記送信用弾性表面波フィルタと送信用線路を介して接続される送信側信号端子が設けられており、
前記送信用線路と前記整合回路との間には、前記基準電位端子と接続される基準電位貫通導体が形成されている請求項４記載の分波器。
【請求項１０】
前記回路基板の厚み方向において前記送信用弾性表面波フィルタと重なる位置には前記受信側遮蔽導体が形成されていない請求項１記載の分波器。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか記載の分波器と、前記分波器と接続されるアンテナと、を備えた無線通信機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、整合回路を内蔵した分波器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤＭＡ方式の通信方式を採用している通信端末では、弾性表面波フィルタを用いた分波器が使用されている。ＣＤＭＡ方式では、送信周波数帯の送信信号と受信周波数帯の受信信号を同時に送受信している。そこで、送信回路からの送信信号をアンテナへ、アンテナからの受信信号を受信回路へと分波する素子が分波器である。
【０００３】
分波器は送信周波数帯を透過する送信用フィルタと、受信周波数帯を透過する受信用フィルタによって構成されるが、これらのフィルタはアンテナに接続される端子（以下では、アンテナ端子ともいう）によって接続される。アンテナ端子において送信信号が受信回路へ流れ込まないようにするには、送信回路からアンテナ側を見たときに受信回路が十分に大きなインピーダンスを持つ必要がある。同様に、受信信号が送信回路へ流れ込まないようにするには、アンテナから送信回路側を見たときに送信回路が十分に大きなインピーダンスを持つ必要がある。そのような機能を果たすのが送受信間の整合回路である。
【０００４】
整合回路はインダクタやキャパシタなどによって構成され、アンテナ端子と送受信フィルタとの間に配置されることが多い。
【０００５】
通信端末の設計効率を向上するには、設計要素の一つである送受信間の整合回路は分波器に内蔵されている方が望ましく、近年、そのニーズが高まっている。
【０００６】
整合回路を内蔵した分波器が、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００７】
ところが、近年、国際ローミングや複数の周波数帯割り当てに対応できる通信端末が求められており、加えて、ＴＶやラジオの受信やカメラ機能など、通話以外の機能も求められている。従って、１台の通信端末に搭載される部品点数は増加しており、部品への小型化の要求は継続的に存在している。しかし、前述した特許文献１では、整合回路が送信端子群や受信端子群と外部回路とを接続する配線と互いに空間的に交差しないように配置しているので、分波器の平面方向の面積が増大し、分波器が大型化を招くという問題があった。
【特許文献１】特開２０００−３４９５８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
整合回路を内蔵した分波器を小型化するには、整合回路が送信端子群や受信端子群と外部回路とを接続する配線と互いに空間的に交差するように配置すればよい。これにより分波器の平面方向の面積が小さくなり、分波器を小型化できる。
【０００９】
しかしながら、整合回路が送信端子群や受信端子群と外部回路とを接続する配線と互いに空間的に交差するように配置した場合には、送受信間のアイソレーション特性が劣化するという問題が生じる。
【００１０】
本発明は、上記のような問題を改善すべく案出されたものであり、その目的は、整合回路を内蔵しながら、小型低背で、且つ、送受信間のアイソレーション特性を改善した分波器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の分波器は、圧電基板と、前記圧電基板の一主面に併設された、ラダー型フィルタ回路を構成する送信用弾性表面波フィルタ及び縦多重モード型フィルタ回路を構成する受信用弾性表面波フィルタと、上面に前記圧電基板を実装する回路基板と、前記送信用弾性表面波フィルタと前記受信用弾性表面波フィルタとをインピーダンス整合させる整合回路を構成し、且つ前記回路基板の厚み方向おいて前記受信用弾性表面波フィルタと重なる第１部分を有するように前記回路基板の内部に形成されるインダクタパターンと、前記回路基板の厚み方向において前記インダクタパターンの第１部分と前記受信用弾性表面波フィルタとの間に配置された受信側遮蔽導体と、を備えたものである。
【００１２】
また本発明の分波器において、前記インダクタパターンが、前記回路基板の厚み方向において前記送信用弾性表面波フィルタと重なる第２部分を有し、前記インダクタパターンの第２部分と前記送信用弾性表面波フィルタとの間には、前記遮蔽導体よりも面積が小さい送信側遮蔽導体が形成されていることが好ましい。
【００１３】
また本発明の分波器において、前記受信用弾性表面波フィルタが、不平衡入力及び平衡出力の縦多重モード型フィルタ回路を含むことが好ましい。
【００１４】
また本発明の分波器において、前記受信側遮蔽導体が、前記回路基板の下面に形成された基準電位端子に電気的に接続されていることが好ましい。
【００１５】
また本発明の分波器において、前記送信側遮蔽導体が、帯状導体の両側に櫛歯状導体が形成された両歯櫛歯状、または網状の形状を有することが好ましい。
【００１６】
また本発明の分波器において、前記送信側遮蔽導体は、前記回路基板の内部に形成されていてもよい。
【００１７】
また本発明の分波器において、前記送信側遮蔽導体は、前記回路基板の上面に形成されていてもよい。
【００１８】
また本発明の分波器において、前記回路基板の下面には前記受信用弾性表面波フィルタと受信用線路を介して接続される受信側信号端子が設けられており、前記受信用線路と前記整合回路との間には、前記基準電位端子と接続される基準電位貫通導体が形成されていることが好ましい。
【００１９】
また本発明の分波器において、前記回路基板の下面には前記送信用弾性表面波フィルタと送信用線路を介して接続される送信側信号端子が設けられており、前記送信用線路と前記整合回路との間には、前記基準電位端子と接続される基準電位貫通導体が形成されていることが好ましい。
【００２０】
また本発明の分波器は、前記回路基板の厚み方向において前記送信用弾性表面波フィルタと重なる位置には前記受信側遮蔽導体が形成されていないことが好ましい。
【００２１】
また本発明の無線通信機器は、上記いずれか記載の分波器がアンテナに接続されてなるものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の分波器によれば、送信用弾性表面波フィルタと受信用弾性表面波フィルタとをインピーダンス整合させる整合回路を構成し、且つ回路基板の厚み方向おいて前記受信用弾性表面波フィルタと重なる第１部分を有するように前記回路基板の内部に形成されるインダクタパターンと、前記回路基板の厚み方向において前記インダクタパターンの第１部分と前記受信用弾性表面波フィルタとの間に配置された受信側遮蔽導体と、を備えていることにより、整合回路と受信用弾性表面波フィルタとの間の電磁気的な結合を受信側遮蔽導体によって遮蔽することができるため、整合回路をコンパクトに内蔵しつつ、アイソレーション特性を改善した分波器を実現することができる。
【００２３】
また、本発明の分波器を使用することにより、無線通信機器の設計効率を改善することができると共に、多数の部品を搭載できることにより多機能を実現した無線通信機器を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明にかかる分波器の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に説明する図面において同様の箇所には同じ符号を付すものとする。また、各パターンの大きさやパターン間の距離等、あるいはビアの本数や直径や形状等については、説明のために模式的に図示したものであるので、これらに限定されるものではない。
【００２５】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態にかかる分波器の斜視図を図１１に示す。図１１に示す分波器は、誘電体を多層に積層してなる回路基板１００と、送信用弾性表面波フィルタ５と受信用弾性表面波フィルタ６とを有する圧電基板１０１とから主に構成されている。送信用弾性表面波フィルタ５と受信用弾性表面波フィルタ６は、圧電基板１０１の主面に併設されている。圧電基板１０１は、送信用弾性表面波フィルタ５と受信用弾性表面波フィルタ６が設けられた面（以下、第１主面１０１Ａともいう）を、回路基板１００の上面（以下、第２主面１００Ａともいう）に向かい合わせた状態で、回路基板１００にフリップチップ実装される。圧電基板１０１は、回路基板１００より一回り小さいサイズに設定され、全体が封止樹脂１０３（図では点線で示す）により覆われて保護されている。なお、回路基板１００の厚みは、例えば、３５０μｍ〜４００μｍ、圧電基板１０１の厚みは、例えば、２３０μｍ〜２８０μｍである。
【００２６】
図７（ａ）は、第１実施形態にかかる分波器に使用される圧電基板１０１の第１主面側の平面図である。本実施形態における送信用弾性表面波フィルタ５は、ラダー型フィルタ回路を構成するものであり、図７に示されるように複数の弾性表面波素子２２を直列接続あるいは並列接続することにより形成されている。一方、受信用弾性表面波フィルタ６は、縦多重モード型フィルタ回路を構成するものであり、図７に示されるように複数の弾性表面波素子２２を直列接続あるいは並列接続することにより形成されている。なお図７（ａ）において、１’は回路基板１００の送信側信号端子１と電気的に接続される端子、２’、３’は回路基板１００の受信側信号端子２、３と電気的に接続される端子、４’は回路基板１００の共通端子４と電気的に接続される端子である。
【００２７】
図７（ａ）に示すような構成により図７（ｂ）に示す分波器のフィルタ部分が形成される。以下、送信用弾性表面波フィルタ５と受信用弾性表面波フィルタ６とを合わせて呼ぶときは、単に弾性表面波フィルタと称する。
【００２８】
図１は、回路基板１００を構成する各誘電体層の上面図を示すものであり、図２は本実施形態にかかる分波器に組み込まれた回路のブロック図である。
【００２９】
第１実施形態にかかる分波器は図２に示すように共通端子４と、一端が共通端子４に接続され、他端が接地された整合用線路７と、共通端子４と送信側信号端子１との間に配置された送信用弾性表面波フィルタ５と、共通端子４と受信側信号端子２、３間に配置された受信用弾性表面波フィルタ６とを有している。
【００３０】
整合用線路７は、送信用弾性表面波フィルタ５と受信用弾性表面波フィルタ６とをインピーダンス整合させる整合回路として機能するものであり、複数の誘電体層にわたり形成された線路パターンにより構成される。整合用線路７は、その一部にインダクタパターンを含むものであり、本実施形態では、整合用線路７を構成するインダクタパターンと受信用弾性表面波ファイルタ６との間に受信側遮蔽導体３１が設けられている。
【００３１】
送信用弾性表面波フィルタ５および受信用弾性表面波フィルタ６は通過帯域周波数が互いに異なるように設定されている。その具体的な構成は、図７に示したとおりである。
【００３２】
送信用フィルタ５と受信用フィルタ６は同一基板上に作製されていても、個別の基板に作製されていても構わないが、同一基板上に作製されている方が望ましい。分波器の製造上、送信用弾性表面波フィルタ５と受信用弾性表面波フィルタ６のそれぞれに製造ばらつきが発生するが、それぞれのフィルタが個別の基板上に作製されている場合、様々な製造ばらつきの送信用フィルタと受信用フィルタを組み合わせることになり、整合回路の線路パターンの最適なインダクタンス値が組み合わせによって異なってしまう可能性がある。しかし、同一基板上に作製されている場合、ウェハーのほぼ同じ場所に作製されたフィルタ同士であるため、同一基板上の送信側フィルタと受信側フィルタで見た場合、ウェハーから切り出したどの基板でも最適なインダクタンス値はほぼ同じになるため、組み合わせによるばらつきを気にする必要が無くなるためである。
【００３３】
回路基板１００を構成する誘電体の材料としては例えばアルミナを主成分とするセラミックスや、低温で焼結可能なガラスセラミックス、または有機材料を主成分とするガラスエポキシ樹脂等が用いられる。セラミックスやガラスセラミックスを用いる場合には、セラミックス等の金属酸化物と有機バインダとを有機溶剤等で均質混練したスラリーをシート状に成型したグリーンシートを作製し、所望の導体パターンやビアを形成した後、これらグリーンシートを積層し圧着することにより一体形成して焼成することによって作製される。
【００３４】
整合用線路７や受信側遮蔽導体３１は各誘電体層の表面に導体で作製され、誘電体層間は導体を充填したビアで接続される。ここで導体としては、銀、銀にパラジウムを添加した合金、タングステン、銅および金などを用いることができる。これらのパターンは、金属導体をスクリーン印刷、あるいは蒸着やスパッタリング等の成膜法とエッチングとの組合せ等により形成されて作製される。フィルタと直接接続されるパターンや、ＰＣＢ等の外部回路に分波器を搭載する際接続する端子には、さらにフィルタの接続端子との良好な接合に必要であれば、表面にＮｉあるいはＡｕ等のめっきを施してもよい。
【００３５】
回路基板１００の具体的な例について、図１を用いて説明する。
【００３６】
本実施形態にかかる分波器に使用される回路基板１００は３層の誘電体層を積層してなる。図１において、（ａ）は圧電基板１０１が実装される面（第２主面１００Ａ）に形成されたパターン、（ｇ）は回路基板１００の裏面（分波器の実装面）に形成されたパターン、（ｃ），（ｅ）は回路基板１００の内層に形成されたパターン、（ｂ）は（ａ）に示したパターンと（ｃ）に示したパターンとの間を接続するビア、（ｄ）は（ｃ）に示すパターンと（ｅ）に示すパターンとの間を接続するビア、（ｆ）は（ｅ）に示したパターンと（ｇ）に示したパターンとの間を接続するビアである。この例では弾性表面波フィルタが形成された圧電基板１０１を、第１主面１０１Ａと第２主面１００Ａとが向かい合う状態で回路基板１００にフリップチップ実装している。
【００３７】
図１の（ａ）において、環状電極１６は弾性表面波素子２２の振動空間を確保し、これら弾性表面波素子２２を気密封止するためのパターンであり、圧電基板１０１の第１主面１０１Ａに設けた環状電極１６’と半田などの接合材を介して接合されるようになっている。
【００３８】
本実施形態では圧電基板１０１が回路基板１００にフリップチップ実装される場合を示しているが、必ずしもフリップチップ実装される必要は無く、フェイスアップ実装した後、フィルタの接続端子と回路基板の接続端子をワイヤーボンディング等の方法で接続しても良い。また、本実施形態では送信用弾性表面波フィルタ５と受信用弾性表面波フィルタ６が同一圧電基板上に作製され、図１（ａ）に示すパターンに接続できる端子電極および環状電極を備えている場合を示している。この例ではパターン８，９，１０を含む左側の領域Ｔに送信用弾性表面波フィルタ５が配置され、パターン１３，１４，１５を含む右側の領域Ｒに受信用弾性表面波フィルタ６が配置される。
【００３９】
図１に示すように送信側信号端子１から入力された送信信号はビア５０，パターン４３，ビア３５，パターン２８，ビア１９およびパターン１０を介して送信用弾性表面波フィルタ５に入力される。送信用弾性表面波フィルタ５から出力された送信信号はパターン１１，ビア２０，パターン２９，ビア３６，パターン４４，ビア５１および共通端子４を介して接続されたアンテナ（図示せず）に出力される。またアンテナから入力された受信信号は共通端子４，ビア５１，パターン４４，ビア３６，パターン２９，ビア２０およびパターン１１を介して受信用弾性表面波フィルタ６に入力され、パターン１３，１５，ビア２２，２４，パターン３０，３２，ビア３７，３８，インダクタパターン４５，４７，およびビア５２，５３を介して受信側信号端子２，３から出力される。
【００４０】
共通端子４に接続された整合用線路７は送信用弾性表面波フィルタ５と受信用弾性表面波フィルタ６の整合をとるために設けられたもので、共通端子４にビア５１、パターン４４、ビア３６を介して接続されるパターン２９、ビア３９、インダクタパターン４８から構成される。整合用線路７の主要部分を構成するインダクタパターン４８は、所定のインダクタンスを有するように渦巻状となっている。このインダクタパターン４８は、回路基板１００の厚み方向において受信用弾性表面波フィルタ６と重なる第１部分４８’（図中、点線で囲んだ部分）を有している。このインダクタパターン４８と圧電基板１０１が実装される層（図１（ａ）に示した層）の中間に位置する（ｃ）の層には受信側遮蔽導体３１が配置されている。
【００４１】
受信側遮蔽導体３１により整合用線路７と圧電基板上のフィルタ配線パターンの不要な電磁気的結合が抑制され、整合用線路７と受信側信号端子２，３のアイソレーションを良好とすることが可能となる。受信側遮蔽導体３１を設置する層は整合用線路７と圧電基板上のフィルタ配線パターンの中間にあれば良く、回路基板１００の表層（第２主面１００Ａ）に設けても良い。また、受信側遮蔽導体３１はフィルタで使用する周波数の電磁波に対し遮蔽する効果があれば良く、図１に示したベタパターンの他にも例えば、線状、網目状であっても良い。
【００４２】
受信側遮蔽導体３１はビア４０、パターン４６、ビア５４を介して接地された基準電位端子５５に接続されている。このように受信側遮蔽導体３１を基準電位端子５５に電気的に接続することにより、受信側遮蔽導体３１の電位が基準電位に近くなり、送信用弾性表面波フィルタ５もしくは受信用弾性表面波フィルタ６と整合用線路７との電磁界結合が低減される。なお本実施形態において基準電位端子５５は、グランド電位に保持される端子である。
【００４３】
＜第２実施形態＞
次に本発明の第２実施形態にかかる分波器について説明する。図３は、第２実施形態における分波器に使用される回路基板１００の各誘電体層の上面図である。第１実施形態の分波器と異なる点は送信側弾性表面波フィルタ５と整合用線路７の中間に位置する（ｃ）の層に送信側遮蔽導体５６が設けられることである。
【００４４】
本実施形態では、インダクタパターン４８は回路基板１００の厚み方向において送信用弾性表面波フィルタ５と重なる第２部分４８’’を有し、この第２部分４８’’と送信用弾性表面波フィルタ５との間に位置する層（図では（ｃ）の層）に送信側遮蔽導体５６が設けられている。この送信側遮蔽導体５６は、受信側遮蔽導体３１より小さい面積となるようにパターン形成されており、本実施形態では、ベタパターンではなく帯状導体の両側に櫛歯状導体が連結された両歯櫛歯状パターンをなしている。このようにインダクタパターン４８の第２部分４８’’と送信用弾性表面波フィルタ５との間に、受信側遮蔽導体３１よりも面積が小さい送信側遮蔽導体５６を設けることによって、送信用弾性表面波フィルタ５と整合回路を構成する整合用線路７との電磁気的干渉をある程度遮蔽することができ、これによって分波器のアイソレーション特性を改善することができる。加えて、送信側遮蔽導体５６の面積が比較的小さいことにより、ラダー型フィルタを採用している送信用弾性表面波フィルタ５と遮蔽機能を持った送信側遮蔽導体５６との間の寄生容量を小さくすることができるため、受信側遮蔽導体３１が送信用弾性表面波フィルタ５と整合用線路７との間の領域まで広がっている場合に比べて挿入損失を改善することができる。
【００４５】
送信側遮蔽導体５６は、ビア４０、パターン４６、ビア５４を介して接地された基準電位端子５５に接続される。送信用弾性表面波フィルタ５はラダー型弾性表面波フィルタで構成され、ラダー型弾性表面波フィルタは寄生容量により、挿入損失や減衰特性が悪化しやすい性質を有する。そのため送信側遮蔽導体５６の面積を小さくすれば、圧電基板上のフィルタ配線パターンと送信側遮蔽導体５６との間で発生する寄生容量を小さくすることができ、挿入損失や減衰特性への影響を小さくすることができる。また圧電基板上の配線パターンと整合用線路７との不要な電磁気的結合を抑制することもできる。その結果、整合用線路７と送信用弾性表面波フィルタ６との間のアイソレーション特性を良好にすることができる。
【００４６】
送信側遮蔽導体３１を設置する層は整合用線路７と圧電基板上のフィルタ配線パターンの中間にあれば良く、回路基板１００の表層の（ａ）に設けても良い。図３に示すように、送信用遮蔽導体３１を回路基板１００の内部に形成した場合は、圧電基板１０１との距離を大きくとることができるため、寄生容量をより小さくすることができ、これにより挿入損失を改善することができる。一方、送信側遮蔽導体３１を回路基板１００の上面に形成した場合は、回路基板１００の内部により規模の大きい整合用線路７を作り込むことができる。
【００４７】
なお、送信側遮蔽導体３１はフィルタで使用する周波数の電磁波に対し遮蔽する効果があればよく、両歯櫛歯状パターンの他にも例えば、線状、網目状であっても良い。
【００４８】
＜第３実施形態＞
次に本発明の第３実施形態にかかる分波器について説明する。図４は第３実施形態の分波器に使用される回路基板１００の各誘電体層における上面図である。図１に示した分波器と異なる点は整合用線路７と受信用線路の間に基準電位端子５５と接続される基準電位貫通導体５９、６０を設けたことである。整合用線路７はパターン２９、ビア３９、パターン４８、ビア５４からなり、受信用線路はパターン１３、ビア２２、パターン３０、ビア３７、パターン４５、ビア５２、パターン２およびパターン１５、ビア２４、パターン３２、ビア３８、パターン４７、ビア５３、パターン３からなる。回路基板内には送信用線路、整合用線路、受信用線路が近接して配置されるため、相互に電磁気的結合が生じて、アイソレーション特性が悪化しやすい環境となっている。整合用線路７と受信用線路との間に基準電位貫通導体５９，６０からなるシールドを設けることにより、受信用線路と整合用線路７および送信用線路との間の不要な電磁気的結合を抑制することができ、アイソレーション特性を良好にすることができる。かかるシールドは送信用線路と整合用線路７の間にも設けても良く、その場合は更に送信用線路と整合用線路７および受信用線路との間で相互の不要な電磁気的結合が抑制されるため、アイソレーション特性をさらに良好なものとすることができる。
【００４９】
＜第４実施形態＞
次に本発明の無線通信装置の実施形態について説明する。図６は、本実施形態にかかる無線通信装置のブロック図であり、分波器として上述した第１〜第３実施形態にかかるいずれかの分波器を用いている。同図に示すようにマイクロフォンより入力された音声信号はDSPでA/D変換された後、変調器で変調され、更に局部発振器の発振信号を用いてミキサで周波数変換される。ミキサの出力は送信用バンドパスフィルタおよびパワーアンプを通り、本発明の分波器を通ってアンテナに出力される。アンテナからの受信信号は分波器を通ってローノイズアンプ、受信用バンドパスフィルタを経てミキサへ入力される。ミキサは局部発振器の発振信号を用いて受信信号の周波数を変換し、変換された信号はローパスフィルタを通って復調器で復調され、更にDSPでD/A変換され、スピーカーから音声信号が出力される。図６に示す無線通信装置は本発明の分波器を具備しているため、ノイズの少ない通話が可能である。
【実施例】
【００５０】
図１、３、４に示した各回路基板１００を用いて分波器を作製した実施例について説明する。なお、以下に示す形態はあくまで本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５１】
まず、圧電基板１０１としてタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）を用い、その主面上に厚みが６ｎｍのＴｉ薄膜を形成し、その上に厚みが１５７ｎｍのＡｌ−Ｃｕ薄膜を形成した。
【００５２】
次に、レジスト塗布装置によりフォトレジストを約0.5μｍの厚みに塗布した。そして、縮小投影露光装置（ステッパー）により、共振器や信号線，パッド電極等および共振器や信号線，パッド電極等を囲む環状電極１６’となるフォトレジストパターンを形成した。環状電極１６’は回路基板上に形成された環状電極１６と半田接合され、接地パターンとしての機能を持つとともに弾性表面波素子２２を気密封止する機能も併せ持つ。さらに、現像装置にて不要部分のフォトレジストをアルカリ現像液で溶解させた。
【００５３】
次に、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置により図７に示す電極パターンを形成した。そして、電極パターンの所定領域上に保護膜を作製した。すなわち、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置により、電極パターン及び圧電基板の主面上にＳｉＯ２膜を約１５ｎｍの厚みに形成した。そして、フォトリソグラフィによってフォトレジストのパターニングを行ない、ＲＩＥ装置等でフリップチップ用電極部（入出力電極，接地電極及びパッド電極）のＳｉＯ２膜のエッチングを行った。次に、スパッタリング装置を使用し、ＳｉＯ２膜を除去した部分にＣｒ，Ｎｉ，Ａｕよりなる積層電極を成膜した。このときの電極膜厚は約１μｍそれぞれ0.01μm 、1μm 、0.2μmとした。さらに、フォトレジスト及び不要箇所の積層電極をリフトオフ法により同時に除去し、積層電極が形成された部分を、フリップチップ用バンプを接続するためのフリップチップ用電極部とした。
【００５４】
次に、圧電基板にダイシング線に沿ってダイシング加工を施し、フィルタ素子のチップに分割した。
【００５５】
次に、セラミックからなる積層構造の回路基板１００の上面に銀からなるパターン電極、入出力導体、及び接地導体上に、導電材を印刷した。導電材としては半田を使用した。そして、各チップをフリップチップ実装装置によって、電極形成面を下面にして回路基板上に仮接着した。仮接着はＮ２雰囲気中で行った。さらに、Ｎ２雰囲気中でベークを行ない、半田を溶融することにより、チップと回路基板とを接着した。整合のためのインダクタは、図１，３，４に示すように回路基板の内部に設けられた線路により形成される。なお、本回路基板は集合基板となっており、複数のチップを搭載している。
【００５６】
次に、チップが接着された回路基板に樹脂を塗布し、Ｎ２雰囲気中でベークを行ない、チップを樹脂封止した。
【００５７】
次に、各回路基板を含む大型基板にダイシング線に沿ってダイシング加工を施し、個片に分割し、本発明の分波器を作製した。なお、個片に分割されたセラミック回路基板は、２．５×２．０ｍｍの搭載面積と、０．９ｍｍの高さを有する。
【００５８】
以上により、本発明の分波器Ａを作製した。
【００５９】
また、比較例として、回路基板に内装されたシールド用パターンが従来どおり全面ベタパターンで形成された図５に示す回路基板を作製した。そしてフィルタが形成された圧電基板を回路基板上にフリップチップ半田実装し、ＣＳＰデュプレクサを作製した。ＣＳＰデュプレクサを更にプリント基板に実装し、ＳＭＡコネクタと同軸ケーブルを介してネットワークアナライザを用いて各ポート間のＳパラメータを測定した。2.1ＧＨｚ帯における送信端子と受信端子間の透過係数と帯域外減衰量およびアイソレーションのデータを表１、図８、９、１０に示す。なお、実施例１は図１に示す回路基板１００を用いて作製した分波器、実施例２は図３に示す回路基板１００を用いて作製した分波器、実施例３は図４に示す回路基板１００を用いて作製した分波器である。なお表１および図１〜３において、Ｒｘ帯は１．９２〜１．９８ＧＨｚの帯域、Ｔｘ帯は２．１１〜２．１７ＧＨｚの帯域である。
【００６０】
【表１】
0005230270.tif 000002
【００６１】
表１に示す結果より、実施例１〜３の場合、挿入損失が低く、良好なアイソレーション特性が得られていることが分かる。
【００６２】
図８に実施例１の分波器および比較例の分波器についてのフィルタ特性を示す。図８（ａ）は透過特性を、図８（ｂ）はアイソレーション特性をそれぞれ示すものである。それぞれの線図において、横軸は周波数（単位：ＧＨｚ）を、縦軸は減衰量（単位：ｄＢ）を表し、実線の特性曲線は実施例１の結果を示し、破線の特性曲線は比較例の結果を示している。図８（ａ）、（ｂ）に示す結果から分かるように、実施例１の分波器は、比較例の分波器に比べて挿入損失が大幅に向上（Ｔｘフィルタで０．８ｄＢ、Ｒｘフィルタで０．４ｄＢ）する。なお、実施例１の分波器は比較例の分波器に比べて、アイソレーションについては小さく（Ｔｘ帯で０．６ｄＢ、Ｒｘ帯で６ｄＢ）なっているものの、弾性表面波フィルタと整合用線路７との間に何ら遮蔽導体のないものと比較した場合には、実施例１の分波器の方がアイソレーション特性に優れたものとなる。この結果から、アイソレーション特性と挿入損失との両方を考慮した場合には、比較例のように弾性表面波フィルタと整合用線路７との間に全面ベタパターンの遮蔽導体６１を設けるのではなく、図４に示す分波器のように、送信側弾性表面波フィルタとの対向部分に大きな遮蔽導体を設けない方がよいといえる。
【００６３】
図９に実施例２の分波器および比較例の分波器についてのフィルタ特性を示す。図９（ａ）は透過特性を、図９（ｂ）はアイソレーション特性をそれぞれ示すものである。それぞれの線図において、横軸は周波数（単位：ＧＨｚ）を、縦軸は減衰量（単位：ｄＢ）を表し、実線の特性曲線は実施例２の結果を示し、破線の特性曲線は比較例の結果を示している。図９（ａ）、（ｂ）に示す結果から分かるように、実施例２は比較例に比べてＴｘ帯アイソレーションが４ｄＢ大きく、Ｒｘ帯アイソレーションが１．４ｄＢ小さくなり、挿入損失はＴｘフィルタで０．５ｄＢ、Ｒｘフィルタで０．１ｄＢ向上する。
【００６４】
図１０に実施例３の分波器および比較例の分波器についてのフィルタ特性を示す。図１０（ａ）は透過特性を、図１０（ｂ）はアイソレーション特性をそれぞれ示すものである。それぞれの線図において、横軸は周波数（単位：ＧＨｚ）を、縦軸は減衰量（単位：ｄＢ）を表し、実線の特性曲線は実施例２の結果を示し、破線の特性曲線は比較例の結果を示している。図１０（ａ）、（ｂ）に示す結果から分かるように、本発明の実施例１は比較例に比べてＲｘ帯アイソレーションが５．８ｄＢ小さくなるが、Ｔｘ帯アイソレーションが４．１ｄＢ大きく、挿入損失はＴｘフィルタで０．８ｄＢ、Ｒｘフィルタで０．３ｄＢ向上する。
【００６５】
また表１から分かるように実施例１と実施例３を比較すると両者は挿入損失がほぼ等しいが、Ｔｘ帯アイソレーションについては実施例３の分波器の方が実施例１の分波器よりも４．７ｄＢ向上していることがわかる。
【００６６】
なお、本発明は以上の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることは何ら差し支えない。シールドパターンを表層に用いてもよいし、また、シールドパターンの層数を２層としてもよい。その場合には整合用線路と圧電基板上のフィルタ配線パターンとの不要な電磁気的結合をより小さくすることができ、アイソレーション特性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる分波器を構成する回路基板の各層のパターン配置およびビア配置を示す図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる分波器に組み込まれる回路のブロック図である。
【図３】本発明の第２実施形態にかかる分波器を構成する回路基板の各層のパターン配置およびビア配置を示す図である。
【図４】本発明の第３実施形態にかかる分波器を構成する回路基板の各層のパターン配置およびビア配置を示す図である。
【図５】比較例の分波器を構成する回路基板の各層のパターン配置およびビア配置を示す図である。
【図６】本発明の第４実施形態にかかる無線通信装置のブロック図である。
【図７】本発明の実施形態にかかる分波器に使用されるフィルタパターンの模式図である。
【図８】図１に示す回路基板と図５に示す回路基板を用いて分波器を作製したときの電気特性を示す図であり、（ａ）は透過特性の測定結果を示す図、（ｂ）はアイソレーション特性の測定結果を示す図である。
【図９】図３に示す回路基板と図５に示す回路基板を用いて分波器を作製したときの電気特性を示す図であり、（ａ）は透過特性の測定結果を示す図、（ｂ）はアイソレーション特性の測定結果を示す図である。図である。
【図１０】図４に示す回路基板と図５に示す回路基板を用いて分波器を作製したときの電気特性を示す図であり、（ａ）は透過特性の測定結果を示す図、（ｂ）はアイソレーション特性の測定結果を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態にかかる分波器の斜視図である。
【符号の説明】
【００６８】
１・・・送信側信号端子
２、３・・・受信側信号端子
４・・・共通端子
５・・・送信用弾性表面波フィルタ
６・・・受信用弾性表面波フィルタ
７・・・整合回路
【図１】
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【図２】
0005230270.tif 000004
【図３】
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【図４】
0005230270.tif 000006
【図５】
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【図６】
0005230270.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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